飛行機の窓が小さくて角が丸いのは、なぜか

おはようございます。

客室の窓は、家の窓と比べるとずいぶん小さく、角が丸くなっています。もっと大きければ景色がよく見えるのに、と思われるかもしれません。

今日は、あの形になっている理由をお話しします。

胴体は、風船のように膨らんでいます

飛行中、機内は地上に近い気圧に保たれています。外の気圧は低いので、胴体は内側から押し広げられている状態です。

離陸のたびに膨らみ、着陸のたびに戻る。これを何万回と繰り返します。金属は、この繰り返しに弱いという性質があります。少しずつ疲れがたまり、弱いところから割れが始まります。金属疲労と呼ばれる現象です。

窓は、その胴体に開けた穴です。穴の周りには力が集中しやすくなります。

ここが、形の話につながります。

四角い窓の角のように、鋭く曲がった部分があると、力がその一点に集まります。応力集中といいます。集中した場所からひび割れが始まりやすくなります。

角を丸くすると、力が周囲へ分散します。だから客室の窓は、四隅が丸い形になっています。

角があると力が集まります。丸めることで、ひび割れの起点をなくしています。

この考え方は、世界初のジェット旅客機コメットの事故から得られたものです。1950年代、飛行中に空中分解する事故が続きました。

調査の結果、原因のひとつが与圧の繰り返しによる金属疲労と、四角い開口部の角への応力集中だったとされています。この教訓が、今の設計に受け継がれています。

角を丸くする、窓を小さくする。地味な形ですが、多くの検証の結果としてこの形になっています。

もうひとつ、窓の構造にも触れておきます。

客室の窓は、板が3枚重ねになっています。外側と中間の2枚が圧力を受け持ち、内側の1枚は乗客が直接触れる保護用です。圧力は主に外側が受け、中間はその予備という関係です。

中間の板には、小さな穴が開いています。手を当てると分かる、あの小さな穴です。これは2枚の間の圧力を客室側と同じにして、曇りや結露を防ぐ役割があります。ふさがないでいただければと思います。

客室の窓が小さく、角が丸いのは、与圧の繰り返しによる金属疲労と、角への力の集中を避けるためです。過去の事故から得られた知見が、そのまま形になっています。

次に窓際に座ったら、四隅の丸みと、あの小さな穴を見てみてください。